日本产高山植物的染色体数及其分布特点

作者根据清水健美著《原色新日本高山植物图鉴(Ⅰ)》中的“日本产高山植物染色体数一览表”,并参考其它文献,探讨高山植物中染色体数及其分布的特点,同时对被调查的日本产高山植物的组成、染色体的数目和染色体在植物中的相对稳定性、多样性及环境因素引起的染色体异常分布特点等提出了一些看法,供有关科研、教育和生产部门参考。     

高山植物光合机构耐受胁迫的适应机制

植物的光合作用是易受环境影响的重要生理过程之一.高山植物作为生长在特定极端环境(低温/强辐射)下的植物群体,其光合器官在形态结构和生理功能上形成了抵御强辐射和低温胁迫的特殊适应机制.但由于较高的生境异质性,高山植物的光保护适应机制存在较大的差异.光保护适应机制与光合作用密切关联,影响植物的碳同化能力和生物量的形成能力.本文对近年来国内外有关高山植物光合器官叶绿体的形态、超微解剖结构及光合机构光保护适应机理的研究进展进行了综述,并提出了今后高山植物光合作用生理适应性研究的方向.     

高山植物繁殖策略的研究进展

高山地区通常被认为是陆地上最为极端的生境之一,但却拥有许多形态特化的植物和较高的物种多样性。高山植物如何在严酷的环境中实现成功繁殖,这一问题倍受研究者们的关注。本文综合了国内外高山植物在资源分配、花形态对非生物环境因子的响应、动物传粉及其适应机制、果实和种子及克隆繁殖等繁殖策略方面的文献。为应对低温多雨雪的恶劣环境,一些高山植物采取花向日性、花冠闭合及花序保温结构等繁殖策略。高山植物的传粉者类群也发生了改变,主要为蜂类和蝇类。熊蜂(Bombusspp.)传粉的高效性,减少了高山环境对植物传粉造成的不利影响。当传粉者不可得时,植物不仅通过延迟自交和自助自交等机制来提供繁殖保障,还借助克隆繁殖及其他传粉机制(风媒或风虫媒)来维持种群的繁衍。依赖动物传粉的高山植物,可以采取增加繁殖构件的资源分配、加大"广告"投入以及较大的花展示或较长的花寿命来提高传粉者的拜访几率,以及借助泛化的花结构和选择合适的开花时间等策略来提高繁殖成功率。此外,大部分高山植物产生干果且具有持久的种子库,有利于种子的传播以及种子寻找萌发及幼苗生长的最佳外界环境。在今后的研究中,可着重探讨以下几个问题:(1)非生物环境因子对花形态的选择;(2)季节变化与繁殖策略;(3)群落水平上植物与传粉者的关系;(4)高山生态系统对全球变暖的响应。     

中国高山植物区系地理格局与环境和空间因素的关系

高山带是具有极端环境和明确边界的植物分布区,研究高山植物区系地理对于理解空间彼此隔离的极端高寒环境下植物区系的形成与相互联系具有重要意义。本研究整合了中国境内14座主要山地的高山植物区系数据,用Jaccard指数测度不同区系之间的相似性,运用相关分析和Mantel检验方法,重点分析了中国高山种子植物区系地理成分的构成、不同山地之间的相似性及其环境和空间相关因素。结果表明,中国山地的高山带分布着物种丰富的种子植物区系,14座主要山地即包含了65科489属3,670种(含340个种下单位),主要由北温带分布及其亚型、世界分布、旧世界温带分布和东亚分布及其中国–喜马拉雅分布亚型等成分构成,缺少中国–日本分布类型,中国特有属的比例较高(5.2%)。14座山地高山植物区系构成的地理分异显示:北热带和东亚成分自南向北减少,而北方温带成分增加;自西向东古地中海成分减少,北方温带成分增加,而东亚成分在中部达到最大值;在属级地理成分构成上,北方山地和青藏高原周缘山地构成了区系成分近似的两大群组,台湾高山植物区系与大陆东部北方高山带的区系联系更密切。地理隔离是高山植物区系分异的首要因素,高山带的面积大小也影响到其区系成分的构成,而夏季热量是影响中国高山植物区系地理分异的首要气候因子,显示全球变暖对未来高山植物区系具有潜在的胁迫作用。     

基于GIS的青藏高原地区四种高山植物的空间遗传格局

青藏高原地区景观特征影响着高山植物的现代遗传格局。基于叶绿体DNA(cpDNA)变异数据,运用GIS空间插值方法和Monmonier算法,分析了青藏高原地区4种高山植物长花马先蒿(Pedicularis longiflora)、西川红景天(Rhodiola alsia)、窄叶鲜卑花(Sibiraea angustata)和西藏沙棘(Hippophae tibetana)的遗传多样性和遗传分化景观格局。结果表明:在4种高山植物的遗传景观格局中,高值区域主要位于东喜马拉雅-横断山脉地区,每种植物的地理隔离也位于这个地区;Partial Mantel test检测表明,地理隔离均显著影响4种植物种群的基因交流,验证了长期地理隔离造成的种群分化是产生该地区遗传格局的主要原因。     

高山植物的形态、结构和生理特征

高山植物是在高海拔地区或树线以上高山气候条件下生长的植物物种的总称,是植物长期适应高山恶劣环境而高度特化的结果。高山植物的类群主要包括多年生禾草、莎草、非禾草的垫状植物、苔藓、地衣等。有些高山植物也是药用植物。高山植物为了生存和繁殖种群,必须适应严酷的高山环境,包括低温、干旱、强紫外辐射和较短的生长季。从植株形态、器官解剖结构、光合作用、元素利用等方面阐述高山植物的基本特征及其适应高山环境的内在机制。在全球气候变化的大环境下,研究高山植物对环境的响应和适应性具有重要的理论意义。     

青藏高原几种典型高山植物的光合特性比较

选用西宁地区人工栽培的高山植物唐古特大黄(Rheum tanguticum)、山莨菪(Anisodus tanguticus)和麻花艽(Gentiana straminea),比较了3种高山植物之间光合作用的光响应和CO₂响应特性,叶片光合色素以及UV-B吸收物质的差异;并以低海拔植物菘蓝(Isatis indigotica)为对比,分析了高山植物与低海拔植物的差异。结果表明:与低海拔植物菘蓝相比,3种高山植物光合作用的表观量子效率(AQY)都偏低;唐古特大黄叶片的AQY、羧化效率(CE)和光呼吸速率(R_p)都很低,净光合速率(P_n)的光响应曲线在全日照光辐射范围内并没有达到完全饱和,这与单位面积叶片具有较高的光合色素以及UV-B吸收物质有关;麻花艽植物与唐古特大黄一样,具有较高的UV-B吸收物质和光合色素含量,但其R_p较高,加之P_n受气孔限制较为明显,故其光合作用的饱和光强很低,P_n相对于其它3种植物也较低;山莨菪与低海拔植物菘蓝的光合特性很相似,都具有较高的AQY和CE。这些结果表明,3种高山植物的光合特性有较大差异,但并没有一致的相对于低海拔植物的共性。4种植物P_n的胞间CO₂浓度(C_i)响应曲线在CO₂饱和点以后都表现为无机磷(P_i)再生限制,其R_p的变化与CO₂饱和点以后的最大P_n的变化基本一致。     

青藏高原高山植物的形态和解剖结构及其对环境的适应性研究进展

高山植物是一类生长于树线以上至雪线的山地植物。揭示高山植物适应环境的形态和结构特征及其内在机制,对研究全球气候变化下,植物对环境的响应和适应具有重要的理论意义。然而,国内在高山植物功能生态学的研究上相对薄弱,已有研究主要集中在对青藏高原高山植物的报道上。结合国外高山植物的相关研究报道,从形态和解剖结构两个方面对青藏高原高山植物的研究进展进行了综述,重点阐述了高山植物的形态、解剖结构及其与环境的适应性关系。植株矮小（有的呈垫状）、叶片小而厚、具有通气组织、栅栏组织多层、机械组织发达、虫媒花性状、线粒体数量多和叶绿体基粒片层少等是这一地区高山植物普遍具有的形态和结构特征。高山植物形成上述结构的特异性是高山特殊综合生态环境长期作用的结果。同时,也是高山植物对高山环境的高度适应。最后,对这一领域存在的问题以及未来研究的重点和方向进行了探讨。目的是引起国内研究者的关注,促进我国高山植物功能生态学的研究与发展。     

3种高山植物紫外吸收物质含量随海拔与季节的变化特征

在植物生长季,对生长于不同海拔高度的3种高山植物矮嵩草(Kobresia humilis)、珠芽蓼(Polygonum viviparum)和平车前(Plantago depressa)的紫外吸收物质含量的季节和海拔变化特征进行了比较研究,以揭示高山植物对极端环境适应的生理生态学机制.结果显示:(1)在整个生长季,3种高山植物叶片紫外吸收物质含量在同时期同海拔条件下表现为平车前最低,珠芽蓼最高.随着海拔升高,紫外吸收物质含量在3种植物中均呈现增加趋势,并与海拔高度存在正相关关系.(2)3种高山植物紫外吸收物质含量随季节均呈现单峰变化趋势;矮嵩草和珠芽蓼的紫外吸收物质含量在草盛初期的6月份达到最大值,而后逐渐降低,并且与紫外辐射强度的季节动态存在一定正相关性;平车前紫外吸收物质含量在草盛期的7月份达到最大值,而后含量逐渐降低,其紫外吸收物质含量的季节变化与紫外辐射强度的季节变化呈较低的负相关,而与植物发育时期可能有关.可见,3种高山植物叶片紫外吸收物质含量随海拔与季节变化特征存在差异,这可能与它们的遗传特性和适应高原强紫外辐射环境胁迫策略有关.     

青藏高原东部高山植物的水分利用效率与氮素利用效率研究

对生长在青藏高原东部隶属于23科、49属的71种高山植物(包括多年生和一年生植物)的稳定碳同位素比值、氮含量以及碳/氮比率进行了分析,并以稳定碳同位素比值及碳/氮比率来分别指示植物的水分利用效率和氮素利用效率.结果表明:(1)多年生植物稳定碳同位素比值显著高于一生年植物,而碳/氮比率显著低于一年生植物(P<0.01),氮含量两者无显著性差异.(2)多年生植物和一年生植物的稳定碳同位素比值均与碳/氮比率呈显著负相关(-0.643**和-0.707),而与氮含量均无明显相关性.研究证实,在自然条件下多年生植物的水分利用效率比一年生植物更高,而氮素利用效率却更低;高山植物水分利用效率和氮素利用效率存在明显的权衡",即植物不能同时提高水分利用效率和氮素利用效率,高水分利用效率的代价是降低氮素利用效率,青藏高原不同植物即使在相同环境条件下具有不同适应对策.     

一氧化氮在植物体内的信号分子作用

一氧化氮 (ｎｉｔｒｉｃｏｘｉｄｅ ,ＮＯ)是一种广泛分布于生物体的气体活性分子 ,它具有多种生理功能。动物体研究结果揭示 ,ＮＯ在血管松驰、神经转导及先天性免疫反应等一系列生理代谢过程均可作为一种关键的信号和效应分子。有关ＮＯ作为信使物质参与植物抗病及其他生理代谢调节的报道也日益增多。1 .植物内源ＮＯ的产生途径植物体内氮代谢的关键酶硝酸还原酶(ｎｉｔｒａｔｅｒｅｄｕｃｔａｓｅ,ＮＲ)也可以ＮＡＤＨ/ＮＡＤＰＨ作为电子供体 ,催化硝酸盐和亚硝酸盐的单电子还原反应来合成ＮＯ。如在含有ＮＯ-2 和ＮＡＤＨ的缓冲液 (ｐ…     

高山植物叶绿体与线粒体位置相关性研究

利用透射电镜对生长于青藏高原东北部达坂山(海拔3900m)的4种高山植物叶肉细胞进行了超微结构观察。首次在蒲公英(Taraxacum mongolicum)和乳白香青(Anaphalis lacten)的叶肉细胞中发现了叶绿体“吞噬”线粒体的现象。在所研究的4种高山植物中,线粒体的数量均较多,线粒体在细胞中的分布表现出不均一,且常分布在叶绿体附近,二者靠的很紧,常常可以观察到5～6个线粒体将叶绿体包围起来的现象。研究表明,高山植物叶肉细胞中叶绿体和线粒体在位置上的这种变化是对逆境的一种适应,是青藏高原特殊生态条件长期胁迫的结果。     

基于数字标本探究绿绒蒿属植物花期的变化

近年来,随着全球气温的明显升高,气候变化引起的全球变暖受到人们的广泛关注.气候变暖会使植物物候发生改变,花期的变化能够直观地反映出植物对周围环境的适应,尤其是高山植物对气候变化更为敏感,因此探究高山植物的花期更具有代表性.为了解植物在气候变暖背景下花期的变化特征,并制定出合理的植物保护措施,该文以典型的高山植物绿绒蒿属...     

粗梗木莲的酚性成分

粗梗木莲 (ＭａｎｇｌｉｅｔｉａｃｒａｓｓｉｐｅｓＬａｗ)系木兰科木莲属植物 ,分布于我国云南、广西等省。同属植物民间药用较多 ,但其化学研究主要集中在生物碱部分 ,为进一步拓宽本属药用植物种类 ,我们对未见化学成分报道的粗梗木莲 ,进行了非生物碱成分的系统化学研究 ,从中共分离鉴定了 8个已知化合物 ,经波谱数据及理化常数推导为丁香脂素 [( )ｓｙｒｉｎｇａｒｅｓｉｎｏｌ) ]( 1 ) ,丁香甙 (ｓｙｒｉｎｇｉｎ) ( 2 ) ,2 ,5 -二甲氧基苯醌 ( 2 ,5＿ｄｉｍｅｔｈｏｘｙｂｅｎｚｏ ｑｕｉｎｏｎｅ) ( 3) ,松柏醛 (ｃｏｎｉｆｅｒ…     

高山女神——雪莲花

正高山植物(alpine plants)在植物地理学上专指自然树线以上的高海拔植被区域的植物种类。高山生命带约占地球陆地面积的3%,显著的环境特征为低温、昼夜温差大、强紫外辐射和较短的生长季。特殊的气候类型与局部地势变化形成了植物种群镶嵌式分布的格局,主要包括矮茎的多年生草本植物、平卧的矮灌木、地衣和苔藓植物。其中,高等植物有8000～10 000种,分属于100个科和2 000多个属,占高等植物总数的4%左右。     

四川榛属新分布(英)

据报道,维西榛（Ｃｃｒｙｌｕｓ ｗａｎｇｉｉ）仅分布在云南西北部。我们鉴定了中国科学院植物研究所标本馆（ＰＥ）的标本,发现了该种在四川东部的分布。该种与Ｃｏｒｙｌｕｓ ｊａｃｑｕｅｍｏｎｔｉｉ在形态学和分子水平上存在间断性。     

高山植物的光合生理特性研究进展

高山植物的光合作用受强辐射、低温和干旱环境的影响。近年来,大气CO_2浓度上升和全球气候变暖的趋势日益明显,影响着高山植物的光合生理。本文综述了强辐射、低温和干旱等高山环境因子以及全球气候变化引起的大气CO_2和温度上升对高山植物光合特性的影响,并提出未来高山植物光合生理的研究热点主要是开展不同地域的高山植物光合特性研究,环境因子交互作用对高山植物光合特性的影响研究,不同植物的光合特性对全球气候变化响应的差异,模拟土壤有效养分含量增高对高山植物光合特性的影响,建立数学模型预测全球气候变化对高山植物动态的影响以及通过长期定位研究探索不同生长阶段高山树木的光合特性。     

复边藓在中国的重新发现

复边藓属 (Ｃｉｎｃｌｉｄｏｔｕｓ)植物为水湿生藓类 ,其中文名是指叶片边缘有多层细胞构成厚边之意。该属植物多生于山区的流水中 ,附着于石上或树基部。本属全世界有 9种 (Ｗｉｊｋ ,195 9;Ｃｒｏｓｂｙ等 ,1992 ;Ｃｒｏｓｂｙ等 ,1999) ,分布于南北半球的温带及暖热地区 (陈邦杰等 ,1963)。由于该属植物形态特征和生境条件较为特殊 ,苔藓学界对其系统位置一直有不同的看法和处理。我国复边藓属植物记录仅 1种 ,即Ｃｉｎｃｌｉｄｏｔｕｓｆｏｎｔｉｎａｌｏｉｄｅｓ (Ｈｅｄｗ )Ｐ Ｂｅａｕｖ ,产西藏喜玛拉雅地区(Ｍｉｔｔｅｎ ,185 9)…     

第二届高山植物、沙生植物研讨会略记

1994年暑假期间,来自全国各地70余位植物学专家、教师、大自然爱好者参加了由新疆植物学会、中国科学院沙漠土壤生物研究所共同举办的第二届高山植物、沙生植物研讨会。会议期间,新疆科协、沙漠土壤生物研究所的领导,看望了来自全国各地的代表;植物学和地理学专家学者作了有关高山植物、沙生植物和新疆自然景观等方面的专题报告和发言。     

高山栎叶的形态结构及其与生态环境的关系

 对分布在不同生态环境条件下的硬叶常绿阔叶林建群种高山栎组植物叶的形态解剖特征进行了比较研究。结果表明,高山栎组植物叶的形态结构兼有非肉质旱生植物和高山植物的性状,这是它们对生态环境广泛适应的基础。每一个种除气孔器类型及腹面二层表皮细胞性状比较稳定外,其他性状,如气孔的大小和密度、表皮细胞的形状、垂周壁的类型、叶片的厚度、角质膜的厚度均受环境条件修饰,不是稳定性状,不具分类学意义。对同一个种的不同生活型,如乔木、小乔木和灌木,在解剖结构土没有明显的区别特征。地中海的冬青栎(Quercusilex)的表皮特征和高山栎组植物有很大的相似性。